关芳芳，程筱胜

(1.南京航空航天大学 机电学院，江苏 南京 210016)(2.南京工程学院 工业中心，江苏 南京 211167)

主轴回转运动精度的计算机视觉测量系统

关芳芳1,2，程筱胜1

(1.南京航空航天大学 机电学院，江苏 南京 210016)(2.南京工程学院 工业中心，江苏 南京 211167)

基于计算机视觉测量技术，建立了机床主轴回转运动精度测量系统。系统主要由CCD摄像机、计算机和相应的图像处理软件组成。利用图像传感器记录靶标特征点运动轨迹，经过图像处理软件的数据处理，可直接测得主轴的回转运动。由于靶标特征点的提取直接影响系统的测量精度，因此提出了以圆形标记作为靶标图案，采用面积矩方法提取圆心来提高系统测量精度。在MATLAB环境下编程实现图像处理和数据计算，采用最小区域圆法计算主轴回转误差。最后采用该系统对车床主轴进行了测量，试验证明，系统可以实现主轴回转运动精度的精确、快速测量，且精度达到微米级。

主轴回转运动精度；计算机视觉；数字图像处理；最小区域圆法

机床的主轴回转运动误差直接影响其加工工件的几何精度和表面光洁度，机床主轴如有误差运动，轴上安装的刀具或工件将失去固定的旋转中心，不仅影响形状精度、粗糙度和测量精度，同时在加工过程中会产生较大的噪声和振动，因此检测主轴回转误差并分析其产生原因，是机床加工过程中保障加工零件精度的有效措施。

在20世纪60年代，日本的大园成夫提出了基于三点法测量回转误差，即对安装在主轴上的标准球进行单点或多点测量，采集的数据受到标准球的安装和形状误差的干扰，必须进行误差分离才能得到主轴回转误差，其关键技术在于误差分离[1-2]。……